CC BY
23
УДК 630*632:591.524
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СТАБИЛЬНОСТИ ЛЕСОМЕЛИОРАТИВНЫХ КОМПЛЕКСОВ: ПРИНЦИП УСЛОЖНЕНИЯ ФИТОЦЕНОЗА
И. Р. Грибуст, к. с.-х. н. - ФНЦ агроэкологии РАН, [email protected]
Одной из важнейших проблем современного сельскохозяйственного производства является восстановление экосистем до уровня, гарантирующего их устойчивое функционирование. Системы лесных полос обусловливают формирование сети взаимодействующих биотопов, обогащение флори-
Стабильность функционирования антропогенно созданной экосистемы в алгоритме регионального адаптивного природопользования определяет лесомелиоративное обустройство территорий [4-6, 9]. В постоянно меняющихся условиях окружающей среды предпосылками оптимизации состояния лесоаграрных экосистем, позволяющими оперативно реагировать, снижать и предотвращать деструктивное действие вредителей, становятся адаптированные к региональным условиям подходы управления фитосанитарным состоянием фитоценозов с рациональным использованием компонентов биотических сообществ [2, 3, 7]. Лесомелиоративное обустройство агротерриторий приводит к естественному перераспределению отдельных групп насекомых, сказывается на вариациях состава и численности фауны, на изменении структурных характеристик энтомосообществ, способствует расширению экологических преферендумов полезных насекомых [2, 6, 7, 12]. Увеличение мозаичности вертикальной структуры древостоя в лесопосадках обеспечивает энтомофагов дополнительным питанием и убежищами [1, 4, 6, 7, 10, 11, 13].
Материалы и методы исследований. Целью настоящих исследований является изучение влияния защитных лесных насаждений на биотические сообщества и изыскание экологически-адекватных подходов для формирования многовариантного управления антропогенно преобразованной экосистемой, предполагающего восстановление, поддержание и сохранение ее стабильного функционирования.
Наблюдения и сбор материала проводили в открытых и защищенных лесонасаждениями фитоце-нозах Волгоградской области [6, 8, 14]. На межполосном поле закладывались несколько локальных трансект, отражающих экологические различия, определяемые влиянием лесополос [6].
Учеты по установлению таксономического состава и численности насекомых осуществляли методом кошения стеблестоя энтомологическим сачком (по 40 взмахов в 3-х кратной повторности) и визуального учета насекомых (листоеды, долгоносики, клопы, хлебные жуки) на метровках (площадки (50-70 шт.) размером 1м2, расположенные на равном расстоянии друг от друга в шахматном порядке) [6].
Результаты и обсуждение. Фитосанитарная оптимизация экосистем в условиях интенсивного хозяйственного использования обеспечивается за счет позитивного антропогенного вмешательства. Увеличение мозаичности вертикальной структуры посадок, включение в их состав обильно цветущих и плодоносящих адаптированных к региональным условиям древесных растений влечет за собой пополнение энтомокомплексов новыми нетипичными видами насекомых, что в свою очередь лимитирует деятельность вредителей в экосистеме в целом.
Плотность основных вредителей зернового поля
стического состава агротерриторий, способствуют преобразованию качественного и количественного состава энтомосообществ.
Ключевые слова: биоразнообразие, фитосанитар-ная оптимизация, экологические принципы, лесные насаждения, насекомые-вредители, энтомофаги.
является одним из основных критериев оценки энтомонаселения. Наши наблюдения свидетельствуют, что численность хозяйственно опасных вредителей на лесомелиоративно обустроенных полях сокращается в 2,0-4,0 раза по сравнению с посевами в открытой степи, а энтомокомплекс при этом обогащается новыми нетипичными для агро-ценозов видами, что и обусловливает повышение плотности особей полезной фауны на полях (до 4-6 раз) [6]. Так, численность вредной черепашки Eurygaster integriceps (Puton, 1881) и хлебных блошек (Chrysomelidae) на межполосных полях снижается в 4,0 и 3,5 раза. Несколько слабее это сказывается на численности злаковых мух (Chloropidae) и хлебных жуков Anisoplia austriaca (Herbst, 1783), количество которых сокращается в 1,7 и 2,8 раза.
Характерной особенностью сообщества межполосного поля является рост числа паразитических насекомых, количество которых на посеве среди лесополос возрастает почти в 4 раза. В несколько меньшей степени действие лесополос сказывается на изменении хищных насекомых, обилие которых на обустроенных агротерриториях увеличивается практически в три раза.
Конструктивные параметры полезащитных лесных полос оказывают существенное и неоднозначное влияние на фитосанитарное состояние посевов. В зависимости от конструкции, рядности и породного состава искусственных насаждений структура, обилие и распределение насекомых, в том числе важнейших вредителей, по ширине межполосного поля изменяются (рис. 1, табл. 1). При анализе представленных данных выявлен приоритет малорядных лесных насаждений продуваемой конструкции. Особенно отзывчив на изменение параметров лесополос жук-кузька, численное обилие которого на посевах у 6-рядной лесополосы составило 6,0 тыс. экз./га, в то время как в зоне действия 4-рядной полосы продуваемой конструкции этот показатель колебался на уровне 0,3 тыс. экз./га.
Вредная черепашка, напротив, концентрируется на полях среди 4-рядных ажурно-продуваемых и продуваемых насаждений. Численное обилие личинок клопов варьирует на уровне 20,0-23,0 тыс. экз./га.
Корректирующая роль лесных насаждений особенно ярко отражается на заселенности посевов хлебными блошками. Лучший фитосанитарный эффект обеспечивают малорядные (4 ряда) посадки продуваемой конструкции - численность блошек здесь в среднем не превышает 2,0 тыс. экз./га. В зоне действия плотной 9-рядной лесной полосой вредители находят оптимальные условия для жизнедеятельности и, как следствие, плотность их возрастает почти в семь раз.
В отношении злаковых мух не выявлено определенной тенденции заселения ими лесозащищенных посевов. Плотность вредителей как среди 4-рядных
насаждений продуваемой конструкции, так и в зоне влияния плотной 9-рядной полосы в среднем не превышала 4 тыс. экз./га. На посевах, защищенных 4-рядными ажурно-продуваемыми лесополосами, этот показатель несколько ниже.
1. Eurygaster integriceps 2. Anisoplia austriaca 3. Schizaphis graminum (Rondani, 1852)
Рис. 1 - Вредители злаковых культур в лесозащищенных агроценозах (фото автора)
Таблица 1 - Плотность важнейших вредителей на полях в системе лесных насаждений разных параметров
.0 1-s ч (D Породный состав Конструкция о в т о а) т ш s о лд Плотность вредителя на поле, тыс. экз./га
03 & Ü
Eurygaster integriceps Т+Б+Б+Т продуваемая 4 23,0±0,7
См+В+В+См.з. ажурно-продуваемая 4 20,0±1,8
См.з.+Б+Д+Д+Д+См.з. плотная 6 2,7±0,18
Т+Б+Т продуваемая 4 4,0±0,5
CD См.з.+Ир+Б+Ябл+Гр+Ябл ажурная 4 3,3±0,21
ТЗ .О о Ск+В+В+См.з. ажурно-продуваемая 4 2,6±0,1
Гр плотная 9 4,0±0,6
CD Т+Б+Б+Т продуваемая 4 2,0±0,11
CD Е I -с О См+В+В+См.з. ажурно-продуваемая 4 7,9±0,3
Гр плотная 9 13,3±0,8
S я Т+Б+Б+Т продуваемая 4 0,3±0,005
■а-й С 3 ч ГС См.з.+Б+Д+Д+Д+См.з. плотная 6 6,0±0,4
Согласно полученным данным, регулирующая роль параметров полезащитных насаждений положительно сказывается на заселении посевов жуком-кузькой и хлебными блошками. Более выражено влияние ажурно-продуваемых и продуваемых малорядных (4 ряда) лесополос. Среди важнейших вредителей наименее отзывчивы на данный фактор злаковые мухи. При вспышке массового размножения вредной черепашки не зафиксировано существенных изменений численности клопов в зависимости от параметров лесополос.
Лесомелиоративное обустройство агротеррито-рий с усложнением вертикальной структуры дре-востоев способствует появлению дополнительной трофической базы для питания насекомых, сети разнообразных и взаимосвязанных экологических ниш, изменению микроклимата на участках под влиянием лесополос и смежных с ними. Все это создает оптимальные условия для существования жизнеспособных популяций полезной биоты, что адекватно сказывается на ее численности. Наиболее отзывчивы на оптимизацию экологических ус-
ловии паразитические насекомые.
Для лесозащищенного поля характерна ярко выраженная агрегированность фаунистического сообщества, отражающая мозаичность микроклиматических условии. Основная масса энтомофауны предпочитает поселяться в биотопах, испытывающих непосредственное воздействие полезащитных насаждении. В течение всего вегетационного периода в прилегающих к лесополосам зонах поля наблюдается скученность отдельных видов насекомых. Действие лесных полос более выражено в пер-вои мелиоративнои зоне поля.
Количество паразитов и хищников в шлейфовых зонах насаждений [8] на 54,8% (I зона) и 37,6% (III зона) превышает аналогичный показатель во II зоне поля. Более реагируют на наличие лесной растительности паразитические насекомые (рис. 2). Аналогичная тенденция размещения зафиксирована для невредных фитофагов, которые в течение всего вегетационного сезона также концентрируются в прилегающих к лесным полосам мелиоративных зонах.
.__■ - ■ у,
ъм
Ichneumon pisorius L. Malachius aeneus L. Bathyplectes sp.
Рис. 2 - Паразитические и хищные насекомые на лесомелиоративно обустроенных посевах зерновых культур (фото автора)
На плотность важнейших вредителей зерновых культур лесные полосы оказывают нивелирующее действие. Это позволяет использовать системы лесополос в качестве важного экологического фактора поддержания сбалансированных экосистем в
масштабах севооборота и агролесоландшафта.
Особенности экологических условий межполосного пространства по-разному сказываются на характере расселения отдельных видов и групп вредителей. Так, основная масса пшеничного трип-
са (76,9%) концентрируется в I и III зонах поля. Причем лучшие условия для жизнедеятельности вредитель находит в подветренной (I) зоне. Явная тенденция к скученности в зоне минимального влияния лесных полос (II) отмечена для хлебных блошек и цикадок. Несколько менее показательны в этом отношении клопы-черепашки. На пространственном размещении имаго хлебных жуков действие лесных полос оказывается довольно слабо, хотя их личинки (более 50%) сосредоточены преимущественно в наветренной зоне поля.
Способность биотических компонентов к агре-гированности в определенных зонах постоянна и относительна, четко согласуется с экологической требовательностью, биологией, поведением насекомых. Это послужит основанием к использованию пространственной структуры энтомоценоза в качестве экологической основы для изменения тактики проведения активной борьбы с вредителями путем перехода от сплошных обработок лесозащищенных посевов инсектицидами к локальным, точечным.
Выявленные закономерности характерны для полей с шириной межполосного пространства 25-30Н [8]. Увеличение расстояния между лесными полосами оказывает стимулирующее действие на развитие таких серьезных вредителей как клопы-черепашки и хлебные блошки, ведет к снижению разнообразия, численности и активности энтомофагов.
Обогащению состава и активизации естественных регуляторов численности вредителей способствует введение в насаждения ежегодно обильно цветущих деревьев и кустарников. В ассортименте хозяйственно ценных пород, используемых в защитном лесоразведении, наиболее тесно выражена связь энто-мофагов с черемухой, иргой, шиповником, робинией, караганой и смешанных посадках ее с жимолостью, смородиной. Менее охотно полезная биота посещает бирючину, яблоню, грушу и ряд других пород.
В зерновых агроценозах, защищенных лесными полосами из энтомофильных пород (робинии, черемухи, ирги, жимолости, смородины и др.), зафиксировано в 1,6-3,5 раза меньше вредителей, чем на полях под защитой вязовых или дубовых насаждений. Общая численность полезной биоты здесь в 2,3-6,1 раза выше, чем на полях среди монокультур вяза. Наиболее многочисленными оказались паразиты (наездники, бракониды, хальциды). Хищные насекомые и пауки в меньшей степени реагировали на введение в лесополосы указанных кустарников.
В лесоаграрных ландшафтах миграционные потоки энтомофауны находятся в тесной взаимосвязи со структурой опушек. Отсюда начинаются весной и здесь завершаются осенью сезонные миграции жужелиц, божьих коровок, листоедов и других насекомых. На цветущем разнотравье этих структурных элементов находят дополнительное питание энтомофаги, гнездятся насекомые-опылители. Оптимизации деятельности полезных агентов в агро-ценозах способствует засеивание опушек по всему периметру лесозащищенного поля нектароносами - горчицей, гречихой, фацелией и другими.
Выводы. Введение в аграрные экосистемы защитных лесных насаждений ведет к преобразованию энтомофаунистических сообществ через изменение разнообразия и обилия энтомофауны, агрегированности насекомых на полях. С целью сохранения биоразнообразия, поддержания активизации природных популяций энтомофагов планирование и проведение защитных мероприятий в
агролесоландшафте следует осуществлять с учетом выявленных закономерностей.
Литература:
1. Афонина В. М. Размещение насекомых-хортобионтов в агроэкосистемах Подмосковья / В. М. Афонина, В. Б. Чер-нышов, И. И. Соболева-Докучаева, А. В. Тимохов // Зоол. Журнал. - 2004. - № 9. - С. 130-138.
2. Белицкая М. Н., Грибуст И. Р. Оптимизация фитоса-нитарного состояния лесомелиоративных комплексов // Вестник аграрной науки дона. - 2016. - Т. 2. - № 34. - С. 42-49.
3. Белицкая М. Н., Грибуст И. Р., Нефедьева Е. Э.Состав и структура энтомофауны зеленых насаждений урбанизированных территорий / Вестник НГАУ (Новосибирский государственный аграрный университет). - 2018; (2):7-18.
4. Глазунова Н. Н. Влияние лесополос на энтомофауну в агроценозе озимой пшеницы // Защита и карантин растений. - 2007. - № 4. - С. 44-45.
5. Грибуст И. Р. Обзор результатов применения методологических основ анализа энтомофауны в лесомелиоративных комплексах засушливой зоны // IX Чтения О.А. Катаева. Дендробионтные беспозвоночные животные и грибы и их роль в лесных экосистемах / Материалы международной конференции, Санкт-Петербург, 23-25 ноября 2016 г. / под ред. Л.Д. Мусолина и А.В. Селиховкина. СПб: СПбГЛТУ, 2016. - С. 21-21.
6. Грибуст И. Р. Экологическая оценка состава и структуры энтомофауны агроландшафтов Нижнего Поволжья: автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук: 03.00.16-Эколо-гия / Грибуст Ирина Ромувалдовна - Всероссийский научно-исследовательский институт агролесомелиорации. Волгоград, 2009. - 21 с.
7. Грибуст И. Р. Некоторые экологические аспекты регулирования фитосанитарного состояния лесонасаждений на урбанизированной территории / Экология России: на пути к инновациям: межвузовский сборник научных трудов / сост. Т.В. Дымова. - Астрахань: Издатель: Сорокин Роман Васильевич, 2018. - Вып. 17. - с. 68-71.
8. Захаров В. В. Принципы дифференциации межполосного пространства на зоны / В. В. Захаров // Бюл. ВНИАЛ-МИ. - Волгоград. - 1971. - Вып. 11(65). - С. 3-6.
9. Караев Н. В., Аксенов М. П. Использование минеральных удобрений в растениеводстве / Экологические аспекты использования земель в современных экономических формациях: Материалы Международной научно-практической конференции. ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ г. Волгоград, 2017. - С. 170-175
10. Котлярова Е. Г., Лаптиев А. Б. Особенности распределения энтомофауны по структурным элементам агро-ландшафта // Вестник РАСХН, 2009. - №1. - С. 40 - 42.
11. Красавина Л. П., Дорохова Г. И. Растения-нектароносы в биологической защите растений // Защита и карантин растений, 2008. - № 7. - С. 20-22.
12. Миноранский В. А. Сохранение полезной биоты -неотъемлемое условие беспестицидных технологий. // «Экологически безопасные и беспестицидные технологии получения растениеводческой продукции». - Матер. Все-союзн. науч. -практ. совещания. - Пущино, 1994. Ч. II. С. 5-8.
13. Мухин Ю. Л. Структурно-функциональная оптимизация сообществ насекомых в системе лесополоса- поле // Агролесомелиорация: проблемы, пути их решения, перспективы: Материалы междунар. конф. Волгоград, 2001.
14. Энциклопедия агролесомелиорации / под. ред. Е. С. Павловского. Волгоград: ВНИАЛМИ, 2004. 675 с.
ENVIRONMENTAL ASPECTS OF STABILITY AGROFORESTRY COMPLEXES: THE PRINCIPLE of COMPLICATIONS of PHYTOCENOSIS I. R. Gribust, K.S-Kh.N. - FSC of agroecology RAS , Volgograd, Russia, [email protected]
One of the most important problems of modern agricultural production is the restoration of ecosystems to a level that guarantees ensuring their sustainable functioning. Systems of forest strips cause the formation of a network of interacting biotopes, the enrichment of the floristic composition of agroterritorys, contribute to the transformation ofthe qualitative and quantitative composition communities of insect.
Key words: biodiversity, phytosanitary optimization, environmental principles, forest plants, insects pests, entomophagous.
